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- EMDB-36850: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-asse... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-36850
タイトルSARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
マップデータSARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
試料
  • 複合体: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
    • 複合体: Trivalent nanobody
    • 複合体: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein
キーワードtrivalent nanobody / viral neutralization / Omicron BA.1 / 3-RBD-up conformation / VIRAL PROTEIN
生物種Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 9.0 Å
データ登録者Jiang XY / Qin Q / Qian JQ / Zhu HX / Huang Q
資金援助 中国, 2件
OrganizationGrant number国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)31971377 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)31671386 中国
引用ジャーナル: J Nanobiotechnology / 年: 2024
タイトル: Computational design and engineering of self-assembling multivalent microproteins with therapeutic potential against SARS-CoV-2.
著者: Qin Qin / Xinyi Jiang / Liyun Huo / Jiaqiang Qian / Hongyuan Yu / Haixia Zhu / Wenhao Du / Yuhui Cao / Xing Zhang / Qiang Huang /
要旨: Multivalent drugs targeting homo-oligomeric viral surface proteins, such as the SARS-CoV-2 trimeric spike (S) protein, have the potential to elicit more potent and broad-spectrum therapeutic ...Multivalent drugs targeting homo-oligomeric viral surface proteins, such as the SARS-CoV-2 trimeric spike (S) protein, have the potential to elicit more potent and broad-spectrum therapeutic responses than monovalent drugs by synergistically engaging multiple binding sites on viral targets. However, rational design and engineering of nanoscale multivalent protein drugs are still lacking. Here, we developed a computational approach to engineer self-assembling trivalent microproteins that simultaneously bind to the three receptor binding domains (RBDs) of the S protein. This approach involves four steps: structure-guided linker design, molecular simulation evaluation of self-assembly, experimental validation of self-assembly state, and functional testing. Using this approach, we first designed trivalent constructs of the microprotein miniACE2 (MP) with different trimerization scaffolds and linkers, and found that one of the constructs (MP-5ff) showed high trimerization efficiency, good conformational homogeneity, and strong antiviral neutralizing activity. With its trimerization unit (5ff), we then engineered a trivalent nanobody (Tr67) that exhibited potent and broad neutralizing activity against the dominant Omicron variants, including XBB.1 and XBB.1.5. Cryo-EM complex structure confirmed that Tr67 stably binds to all three RBDs of the Omicron S protein in a synergistic form, locking them in the "3-RBD-up" conformation that could block human receptor (ACE2) binding and potentially facilitate immune clearance. Therefore, our approach provides an effective strategy for engineering potent protein drugs against SARS-CoV-2 and other deadly coronaviruses.
履歴
登録2023年7月15日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年5月8日-
マップ公開2024年5月8日-
更新2024年5月8日-
現状2024年5月8日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_36850.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_36850.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 83.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.57 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.015
最小 - 最大-0.021311618 - 0.0718388
平均 (標準偏差)0.000026341284 (±0.004484539)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ280280280
Spacing280280280
セルA=B=C: 439.6 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with...

ファイルemd_36850_additional_1.map
注釈SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: Half map 1

ファイルemd_36850_half_map_1.map
注釈Half map 1
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: Half map 2

ファイルemd_36850_half_map_2.map
注釈Half map 2
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-asse...

全体名称: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
要素
  • 複合体: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
    • 複合体: Trivalent nanobody
    • 複合体: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein

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超分子 #1: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-asse...

超分子名称: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein in complex with a self-assembling trivalent nanobody Tr67
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)

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超分子 #2: Trivalent nanobody

超分子名称: Trivalent nanobody / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)

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超分子 #3: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein

超分子名称: SARS-CoV-2 Omicron BA.1 spike protein / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態3D array

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試料調製

濃度0.3 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMNaClsodium chloride
10.0 mMC8H18N2O4SHEPES
1.0 %C3H8O3glycerol

詳細: 10 mM HEPES,150 mM NaCl,1% glycerol
グリッドモデル: Quantifoil / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 296.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
平均電子線量: 43.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.4 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 倍率（公称値）: 92000

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: OTHER
最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C3 (3回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 9.0 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 5.0) / 使用した粒子像数: 38780
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 5.0)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 5.0)
最終 3次元分類クラス数: 3 / 平均メンバー数/クラス: 28788 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 5.0)
FSC曲線 (解像度の算出)

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万見について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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